СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА МЕЖДУ ГАЗООБРАЗНОЙ СРЕДОЙ И ПОВЕРХНОСТЬЮНАГРЕВА Советский патент 1967 года по МПК F28F13/00 

Известны способы интенсификации теплообмена между газообразной средой и поверхностью нагрева, заключающиеся в том, что используют промежуточный жидкий теплоноситель, циркулирующий в замкнутом контуре и передающий тепло при непосредственном контакте с газом и поверхностью. При этом промежуточный теплоноситель обычно испаряется в греющей среде и отдает в процессе конденсации тепло нагреваемой поверхности.

Такой способ значительно повыщает коэффициент теплоотдачи от газа к стенке, однако интенсификация теплообмена ограничивается температурным напором, соответствующим температуре кипения жидкого теплоносителя.

Цель изобретения - увеличить температурный напор при теплоотдаче, что достигается вводом в газ высококипящей жидкости, сохраняющей в процессе теплообмена свое агрегатное состояние.

Для средних температур (700-1000°С) в качестве высококипящего промежуточного теплоносителя используют некоторые соли, например шестихлористый алюминий, и другие вещества.

При высокотемпературных процессах нагрева для повыщепия степени использования потенциала тепла теплообмен лучще осуществлять несколькими последовательными стадиями с различными промежуточными теплоносителями на каждой стадии, имеющими независимые контуры циркуляции.

Пагрев промежуточного высококипящего теплоносителя газом проводят в распыленном

или пленочном состоянии с применением скрубберов, распылительных камер и подобных устройств. Возможен вариант способа, при котором сгорание топлива, нагрев промежуточного теплоносителя и передача тепла от

него к поверхности осуществляются в одном аппарате. При этом образующийся при смешении газа и жидкости двухфазный поток омывает поверхность нагрева, набрасывая капельки жидкого теплоносителя на стенку и непрерывно обновляя образующуюся на поверхности жидкостную пленку.

Подвод промежуточного теплоносителя к поверхности нагрева возможен с помощью циркуляционного насоса или непосредственно греющим газом, выполняющим в этом случае дополнительно роль транспортирующего агента.

На чертеже для иллюстрации предложенного способа показана схема каскадного теплообменного анпарата с совмещенными нагревом и охлаждением высокотемпературного промежуточного жидкого теплоносителя.

сункой /, распыляется промежуточный теплоноситель. Образующаяся двухфазная газожидкостная смесь омывает первую по ходу газа секцию 2 поверхностного теплообменника, создавая на поверхности нагрева непрерывно обновляемый жидкостный пограничный слой. Пройдя поверхность нагрева, газы с капельками теплоносителя через газовое окно поступают в колодцы 3, где выпадают капли промежуточного теплоносителя. Для улучшения сепарации теплоносителя в газовом окне на выходе из колодца установлен жалюзийный сепаратор 4. Часть промежуточного жидкого теплоносителя выпадает в бункер 5, расположенный под секцией 2 теплообменного аппарата, откуда по трубопроводу 6 перетекает в бункер колодца 3, забирается насосом 7 и через форсунку 8 распыливается в поток газов. В последующих секциях теплообмен осуществляется аналогичным образом.

Для отходящих из теплообменника газов предусмотрены сепаратор 9 и дымосос 10.

Предмет изобретения

1.Способ интенсификации теплообмена меледу газообразной средой и поверхностью

нагрева с использованием промежуточного жидкого теплоносителя, циркулирующего в замкнутом контуре и передающего тепло при непосредственном контакте с газом и поверхностью, отличающийся тем, что, с целью увеличения температурного нанора, в газ вводят высококипящую жидкость, например, шестихлористый алюминий, сохраняющую в процессе теплообмена свое агрегатное состояние.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения степени использования потенциала тепла, теплообмен осуществляют несколькими последовательными стадиями с различными промежуточными теплоносителями, имеющими независимые контуры циркуляции.

Приоритет по п. 1 исчислять с 18 сентября 1950 г.; приоритет по п. 2 исчислять с 18 апреля 1961 г.